Winter Is Coming – Regelvorstellung

Dieses Jahr wurden die Regeln für den Eurobot-Wettbewerb der nächsten Saison schon anfang September und damit reichlich früh veröffentlicht. Die TURAG war (fast :)) live dabei.  Unter dem Motto „Winter Is Coming“ versetzen wir unsere Roboter in die Rolle von Eichhörnchen, die ihre Vorräte vor den bösen Menschen retten müssen. Einen Überblick über die technischen Herausforderungen, die auf uns warten, und an welche Regeln wir uns bei der Entwicklung unserer Roboter halten müssen, erfahrt ihr in diesem Beitrag,

Humanoides Eichhörnchen mit Sonnenbrille, Basecap und Eicheln in beiden Händen
Eichhörnchen, das Vorräte in beiden Händen hält (Symbolbild, KI generiert)

Spielidee und Spielfeld

Das grundlegende Ziel des Wettbewerbs ist es, innerhalb von 100 Sekunden so viele Aufgaben auf dem Spielfeld wie möglich zu erledigen. Für jede erfüllte Mission gibt es Punkte, die am Ende eines Spiels addiert werden. Zwei Teams (blau und gelb) treten gleichzeitig gegeneinander an – vollautonom versteht sich. Das Team mit der höheren Punktzahl gewinnt. Weitere Informationen zu den allgemeinen Spielregeln gibt es hier.

Spielfeld, Übersicht (Skizze)
Übersichtsskizze Spielfeld

Das Spielfeld ist 3mx2m groß und beinhaltet verschiedene Zonen und Elemente, die zum Erfüllen der Aufgaben wichtig sind:

  1. Nester der Eichhörnchen
  2. SIMA (Small Independent Mobile Actuators = kleine Miniroboter, die zusätlich zum Hauptroboter entwickelt werden) Startbereiche im menschlichen Speicher, der Speicher ist ein erhöhter Bereich auf dem Spielfeld
  3. Kühlschränke
  4. Ladeflächen
  5. Sammelbereiche (der Menschen)
  6. Vorratskammern (der Eichhörnchen)
  7. Thermometer (mit Cursor 8.)

Überblick der Missionsblöcke

Dieses Jahr dreht sich alles um die Vorbereitung und Bewältigung eines großen Winterereignisses. Ein Team kann mit folgenden Aktionen Punkte ergattern:

      1. Haselnusskisten einsammeln: Dabei handelt es sich um die zentrale Aufgabe unseres Hauptroboters (=Eichhörnchenmama). Die Vorräte sind bereits von den Menschen in Kisten (=Spielsteine) in Sammelbereichen gesammelt (siehe Spielfeldskizze). Von diesen Kisten müssen so viele wie möglich eingesammelt werden und in das Nest oder die Vorratskammern gebracht werden. Während die Kisten im Nest sicher sind und damit Punkte geben ist bei den Vorratskammern auf dem Spielfeld Vorsicht geboten: Die Spielsteine sind je nach Seite verschiedenfarbig markiert. Punkte gibt es für das Team, dessen Teamfarbe oben liegt – Klauen  vom  Gegner  ist  erlaubt!

        Spielsteine in Lagern
        Spielsteine, die von den Robotern in die Vorratskammern bewegt wurden, geben dem Team Punkte, dessen Farbe oben liegt
      2.  Den Speicher plündern: Ein mutiges Ninja-Eichhörnchen (ein SIMA) ist in den menschlichen Speicher eingedrungen. Punkte gibt es dafür, Kisten aus dem Kühlschrank auf das Hauptspielfeld zu bringen und diesen mit leeren Kisten (farblosen Spielsteinen) wieder zu befüllen.

        Kühlschrank auf dem Spielfeld
        Kühlschrank mit Kisten zu Beginn des Spiels
      3. Für die richtige Temperatur sorgen: Das Mamaeichhörnchen (=Hauptroboter) soll den Cursor auf dem Thermometer möglichst weit in die Mitte bewegen. Auf dem Thermometer sind je nach Position Punkte eingezeichnet (siehe Spielfeld oben).
      4. In das Nest zurückfahren:  Am Ende des Spiels muss der Hauptroboter in das Nest zurückfahren, um sicher zu überwintern.
      5. Die Haselnüsse essen: In den letzten 15 Sekunden vor Spielende, kann jedes Team bis zu sechs hungrige Eichhörnchen (sechs SIMAS) auf das Spielfeld loslassen. Deren Aufgabe ist es, zu den Vorratskammern zu fahren und dort eine Bewegung eines Aktuators auszuführen (=essen). Auch das Ninja-Eichhörnchen muss zum Ende des Spiels eine Bewegung ausführen.

Ausblick

Wir freuen uns auf eine spannende Saison mit vielen neuen Herausforderugen,  wünschen allen Teams viel Freude, gute Ideen – und … let it snow!

EB26 – „Winter Is Coming“

Mit dem neuen Semester startet für die TURAG auch eine neue Eurobot-Saison. Unter dem Motto „Winter Is Coming“ bereiten sich unsere Roboter-„Eichhörnchen“ auf die kalte Jahreszeit vor, indem sie sich Haselnussvorräte anlegen.

Auch dieses Jahr müssen verschiedene, knifflige Aufgaben gelöst werden: Haselnussbehälter müssen in ihre Zonen gebracht werden, das Thermometer muss die richtige Temperatur anzeigen und kleine Schwarmroboter müssen zu den Haselnussvorräten fahren und sie dort „essen“. Eine genaue Vorstellung der Regeln könnt ihr in einigen Wochen bei uns oder bereits jetzt auf der Eurobot-Website finden

Wir sind auf die neuen Herausforderungen gespannt und werden uns die beste Mühe geben, innerhalb der nächsten 6 Monate wieder tolle Roboter zu entwickeln.

Image Fusion

Um alle Ereignisse auf dem Wettbewerbsspielfeld zu erfassen und den gegnerischen Roboter zu lokalisieren, nutzen wir ein Kameratracking-System. Dieses besteht aus einem ~1.60m hohen Turm auf dem eine Luxonis Oak W Kamera montiert ist. In der vergangenen Saison haben wir diese bereits genutzt um den Gegner zu tracken und neuerdings auch, um Objekte mit Hilfe von edge detection zu klassifizieren.

Eine Kamera reicht jedoch nicht ganz, um das gesamte Spielfeld abzudecken. Aus diesem Grund soll probiert werden zwei Kameras gleichzeitig zu nutzen, deren Bilder miteinander kombiniert werden. Auf Grundlage des kombinierten Bildes können dann Ereignisse im gesamten interessanten Bereich beobachtet werden. Wichtig ist hierbei insbesondere die Qualität des Merges und damit die Minimierung von Verzerrung, aber auch eine gute Performance.

Edge Detection mit einer Oak W Kamera

BLDC Motortreiber

Wir benutzen viele verschiedenen Aktoren, um Aktionen mit unserem Roboter auszuführen. Aktuell haben wir selber Platinen und Software für die Ansteuerung von Servos und DC-Motoren entwickelt. Um in Zukunft noch mehr Optionen in der Aktorauswahl zu haben, würden wir gerne ein Treiber für Brushless DC Motoren (BLDC) entwickeln.

Dafür müssen folgende Teile entwickelt werden:

  • BLDC-Reglerplatine (z.B. mit STSPIN32 Mikrocontroller)
  • Software zur Ansteuerung und Regelung der Motoren (C++)

Ein paar Infos zu BLDC-Motoren gibt es z.B. hier.

 

Katamaran Antrieb

Bisheriger Antriebsblock

In der TURAG legen wir sehr viel Wert darauf, so viele Bestandteile unseres Roboters wie möglich selber zu entwickeln und dabei zu lernen. Aus diesem Grund haben wir eine komplett eigene Antriebseinheit entwickelt, welche in den Robotern der letzten Jahre stets zum Einsatz gekommen ist. Jetzt wollen wir jedoch aufbauend auf unseren Erfahrungen eine zweite Version gestalten.

Ziel ist es den Antrieb kleiner zu machen und mehr Flexibilität durch eine Katamaran-Bauweise (zwei getrennte Antriebsblöcke) zu schaffen.

Dafür müssen folgende Teile entwickelt werden (natürlich macht nicht einer alles):

  • BLDC-Reglerplatine (Hauptaufgabe, entweder STSPIN32 oder sowas wie TMC9660)
  • Hauptprozessorplatine (vergleichsweise simpel, im Prinzip ein STM32(H7) mit RS485-Interface)
  • Softwareanpassung des bisherigen Codes an einen externen Motortreiber
  • Antriebsblöcke mit eingebauter Odometrie

Dabei kannst du mit folgenden Tools arbeiten:

  • KiCad für das Platinendesign
  • C++ zur Programmierung
  • SolidWorks für die mechanische Konstruktion

Damit bietet das Projekt Teilaufgaben aus den Bereichen der mechanischen Konstruktion, dem Platinendesign und der Programmierung.

Programmierung von Minirobotern

Für den diesjährigen Eurobot-Wettbewerb müssen wir neben unserem großen Hauptroboter müssen wir auch Aufgaben mit kleineren Robotern absolvieren.

Die Roboter (offiziell SIMAs genannt) müssen zu bestimmenten Zonen auf dem Spielfeld fahren und dabei Hindernissen, Gegnern und sich gegeneinander ausweichen. Die SIMAs werden über einen ESP32 Mikrocontroller angesteuert und besitzen einen Distanzsensor, um Gegner in Fahrtrichtung zu erkennen und zusätzlich zum Antrieb mindestens einen weiteren Motor, um Aktionen durchzuführen.

Für die Programmierung der SIMAs gibt es folgende Aufgaben:

  • Ansteuerung der Motoren zum Fahren
  • Kommunikation mit dem Hauptroboter via MicroRos
  • Aufbauend auf den Daten unserer Kamera:
    • Gegner- und Hindernisvermeidung
    • Pfade planen und fahren
Offener SIMA vom Eurobot 2025

Kompakte Kugelrollen

Konstruktion einer möglichst kompakten gefederten Kugelrolle.

Zusammenfassung

Unsere Roboter verfügen über zwei Antriebsräder und stützen sich zusätzlich auf Kugelrollen [1] ab. Für größere Aktoren in der Nähe des Bodens sind diese Rollen oft zu sperrig. Kompakte und in sich gefederte Kugeln sind verfügbar [2] aber bisher noch nicht getestet. Wichtig ist, dass die Kugelrolle trotz kompakter Bauform nicht zu klein wird, um Unebenheiten im Boden ausreichend ausgleichen zu können. Die Steifigkeit der Federung solle möglichst einfach anpassbar sein, damit je nach Fahrverhalten des Roboters nachjustiert werden kann.
Ziel dieses Projekts ist der Aufbau einer kompakten Kugelrollen-Baugruppe mit Federung und einfacher Schnittstelle zur Montage im Roboter.

Aufgaben

  • Recherche zu möglichen Komponeneten oder fertigen Lösungen
  • Aufbau einer wiederverwendbaren Baugruppe im CAD

Tools

  • SolidWorks CAD

Links

[1] https://www.maedler.de/product/1643/1629/468/kugelrollen-310-320-mit-befestigungselement
[2] https://www.halder.com/gb/Products/Standard-Parts/Machine-and-Fixture-Elements/Spring-Plungers/Spring-Plungers-with-moveable-ball-and-internal-hexagon

Guido & seine SIMAs

Wir präsentieren unsere Roboter der Eurobot-Saison 2025!

Guido und seine SIMAs

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Hinter allen unseren Robotern stecken tausende Stunden Arbeit: vom Prototyping über die Inbetriebnahme bis hin zum finalen Ergebnis beim Wettbewerb. Wir sind sehr stolz auf das diesjährige Ergebnis und hoffen, dass wir das neuerlangte Wissen in der kommenden Saison gut anwenden können.

Vielen Dank an unsere Sponsoren Bender Engineering, Infineon, Global Foundries, Bosch Sensortec und VDE Dresden !
Sie ermöglichen es, dass wir uns in unserer Freizeit praktisch weiterbilden und unser Wissen an die nächste Generation von Ingenierstudenten weitergeben können. Ohne sie wäre unsere gemeinnützige Vereinsarbeit nicht möglich.

Scrap Bot Challenge 2025

Für unser Team gehört die Weitergabe unseres Wissens und unserer Begeisterung für die Technik ganz klar mit dazu! Deshalb haben wir dieses Jahr einen Wettbewerb organisiert, bei dem Schüler*innen aus Dresden und Umgebung eigene kleine Roboter bauen konnten.

ScrapBot-Teilnehmer*innen und Betreuerin

Innerhalb von drei Stunden haben die 27 Schüler*innen in Dreierteams aus einem Batteriepack, zwei Getriebemotoren und ganz viel Bastelmaterial versucht die Aufgabe zu lösen: geradeaus zu fahren, ohne die markierte Zone zu verlassen und als erstes im Ziel anzukommen. Nach Verkündung der Aufgabe folgte erst einiges Schmunzeln: das Ganze sei doch viel zu einfach und man bräuchte doch niemals die vorgegebene Zeit. Nach der ersten Stunde und einigen Tests wurde jedoch festgestellt: ein bisschen Knobelei gehört doch dazu und der Erfindergeist wurde in den Köpfen geweckt. Verschiedene Arten von Rädern wurden ausprobiert, verschiedene Gewichte und Strategien. Während manche versucht haben, das Gewicht leicht und den Roboter klein zu halten, um möglichst schnell im Ziel anzukommen, um sich Fehler erlauben zu können, haben andere lieber auf „Slow and Steady“ gesetzt.

Eine von zwei Bastelzonen

Am Ende hatten die neun Teams Roboter, die genau so unterschiedlich waren, wie die Teamnamen- ein großer Roboter beim Team „The Big Glitter Wheels“ bis zum minimalgroßen Roboter der „Robocops“

Wettbewerb

Nebenbei wurde außerdem der nationale Eurobot-Wettbewerb abgehalten- die Schüler*innen konnten also nicht nur selbst basteln, sondern uns und den anderen Eurobot-Teams bei Siegen, Niederlagen und natürlich ganz viel beim tüfteln zuschauen.

Vielen Dank an die Hochschulgruppe Turmlabor, die beim Betreuen und Basteln geholfen hat!

Reisebericht Frankreich

Dienstag, 27.05.2025

Nach vielen arbeitsintensiven Monaten war es endlich wieder so weit: TURAG reist mal wieder nach Frankreich – genauer gesagt nach „La Roche-sur-Yon“. Insgesamt 15 Teammitglieder machten sich am späten Nachmittag auf den Weg von Dresden Richtung Westen. Die Stimmung in den Autos war erwartungsvoll und optimistisch, trotz der langen Fahrt. Für die eine Hälfte des Teams gab es am Abend noch einen kurzen Zwischenstopp beim McDonald´s, für die andere bei Burger King – hier sieht man mal wieder ein Paradebeispiel für die Kommunikation zwischen angehenden Ingenieuren.

Die TURAG vor dem Barkhausenbau in Dresden
Start in Dresden
Mittwoch, 28.05.2025

Gegen 9 Uhr morgens erreichten wir unser Ziel. Nach einer kurzen Wartezeit bei der Anmeldung konnten wir in die Halle und direkt mit dem Aufbau unseres Standes beginnen. Trotz der Müdigkeit vom Vortag herrschte eine fröhliche Stimmung. Das sonnige Wetter lud zum Frühstücken unter freien Himmel ein, mit frischem französischem Gebäck und Obst vom naheliegenden Supermarkt.

Einige Teammitglieder nutzten die sich bietende Gelegenheit ein paar ruhige Minuten in den leeren Autos zu verbringen, um ein wenig Energie aufzutanken. Andere begannen mit der Reparatur beschädigter Teile oder löteten an den letzten SIMAs. Neben der intensiven Arbeit am Roboter blieb trotzdem Zeit für einen Rundgang durch die Halle, bei dem wir viele bekannte Gesichter und Teams der vergangenen Jahre wieder getroffen haben.

Erfolgreiche Homologation

Ein wichtiger Meilenstein des Tages: Die erfolgreiche Homologation unseres Roboters. Damit darf dieser offiziell beim Wettbewerb fahren.

Am späten Nachmittag ging es dann endlich in unsere Unterkünfte. Nach einem wohlverdienten Abendessen tüftelten einige Teammitglieder in der Unterkunft noch bis spät in die Nacht am Roboter. Für vier ging es jedoch nochmal zum Wettbewerbsstand, um die nun endlich fertigen SIMA-Roboter zu homologieren und den Abend im Gespräch mit den anderen Teams ausklingen zu lassen.

SIMA-Nachtschicht
Donnerstag, 29.05.2025

Früh im morgen stand für uns gegen 12:00 Uhr das erste Spiel gegen „TALEB.BOT“ aus Algerien (Turag vs. Taleb.bot) auf dem Programm. Die Feuertaufe für unseren Roboter – mit einem holprigen Auftakt in den Wettbewerb.

Im Anschluss ging es mit unseren Turexen und Musik auf Erkundungstour durch die Halle. Ziel war es, möglichst viele Teams kennenzulernen und natürlich so viele Sticker wie möglich zu tauschen. Dabei durften wir sogar einige unserer Aufkleber direkt auf den Bots anderer Teams verewigen – im Gegenzug wurde eine ganze Seitenwand unseres Roboters mit Teamlogos aus aller Welt geschmückt.

TURAG auf den Weg zu anderen Teams

Am Nachmittag traten wir zu unserem zweiten und letzten Spiel des Tages an – diesmal gegen das belgische Team „Monsymphony“ (Turag vs. Monsymphony). Eine solide Partie mit 72 Punkten, bei der wir leider feststellen mussten, dass unsere Magnete am Bot zu stark waren. Hieß für uns: ran an die Inbus-Schlüssel und anpassen.

Am Abend dann die unerfreuliche Nachricht: Zwei unserer SIMAs ließen sich plötzlich nicht mehr ansprechen und der Roboter wollte optimiert werden. Mit diesem Handycap in Gedanken ging es für uns in die allseits bekannte Nachtschicht. Mit der Hoffnung so viel wie möglich aus unserem Bot und den SIMAs herauszuholen, wurden Teile ausgetauscht, neu verkabelt und verlötet.

Altbekannte Nachtschicht
Freitag, 30.05.2025

Der Tag startet direkt mit einem spannenden Spiel gegen das serbische Team „FTN-ELECTROPIONEER“ (Turag vs. FTN-Electropioneer). Mit viel Konzentration und einer gelungen Strategie gelang es uns eine erfolgreiche Dreier-Tribüne aufzubauen. Das für uns beste Spiel bei dem Wettbewerb.

TURAG baut Dreier-Tribüne

Nach dem Spiel gönnten wir uns eine wohlverdiente Pause am Strand. Das sonnige Wetter, leckere Baguettes, die entspannte Atmosphäre und die Möglichkeit im Sand zu spielen boten einen Ausgleich, den wir dringend gebraucht haben.

Frisch gestärkt und ausgeruht ging es für uns am späten Nachmittag zurück zur Halle, wo das letzte Spiel des Tages anstand: Turag vs. Gramme’n Roll aus Belgien. Trotz einiger technischer Einschränkungen – unter anderem hat der SIMA sein Ziel nicht erreicht – gelang es uns erneut der Aufbau einer stabilen Dreier-Tribüne. Damit konnten wir erneut wertvolle Punkte einfahren.

Den Abend verbrachten wir bei einem gemeinsamen Grillabend mit den anderen Teams. Beim anschließenden Coup-Off, einer Art inoffiziellen Tournier-Abschluss mit Musik, kleinen Challenges und Showeinlagen, konnten wir den Tag mit einigen neuen Kontakten ausklingen lassen.

TURAG mit Turexen
Samstag, 31.05.2025

Der letzte Wettbewerbstag begann mit gemischten Gefühlen. Einerseits lag ein intensives, erfolgreiches Event hinter uns, andererseits lief unser letztes Spiel nicht nach Plan – Turag vs. Polybot aus Algerien. Das Match begann für beide Seiten nicht optimal durch unerwartete technische Probleme. Dennoch gelang es uns, mit 41 Punkten den Sieg zu sichern – ein siegreicher Abschluss für unsere diesjährige Saison. Jedoch reichte die Summe unsere Punkte nicht aus um uns für die Finalrunden zu qualifizieren.

Nach dem Spiel nutzten wir die verbleibende Zeit, um noch einmal an den Strand zu fahren. Dort sammelten wir nicht nur Muscheln und Sonnenstrahlen, sondern auch noch ein letztes Stück Ruhe vor dem großen Finale.

Am Abend stand dann das feierliche Finale des Wettbewerbs auf dem Programm. Für uns gab es dabei einen besonderen Grund zur Freude: Die TURAG wurde für ihr Engagement im Bereich der Nachwuchsförderung ausgezeichnet. Unsere zahlreichen Workshops, Schulbesuche und Events, bei denen wir Schüler*innen für Technik und Robotik begeistern, wurden damit offiziell gewürdigt. Eine große Ehre und Motivation, auf diesem Weg weiterzumachen.

Siegerehrung

Nach dieser Preisverleihung verfolgten wir das spannende Finale zwischen den besten Teams des Turniers – eine beeindruckende Show. Anschließend kehrten wir müde, aber glücklich in unsere Unterkunft zurück. Dort begannen wir mit dem Packen und den Vorbereitungen für die Rückreise – im Gepäck viele neue Eindrücke, Erfahrungen und natürlich Sticker.

Team MAI & TURAG
Sonntag, 01.06.2025

Nach diesem aufregenden Wochenende startete unsere Rückreise 6 Uhr morgens. Nach einer entspannten, ruhigen Fahrt mit guter und witziger Musik erreichten wir Dresden gegen 20:45 Uhr. Nach der langen Fahrt wurde das Material zügig ausgeladen und im Keller verstaut.

Müde, aber zufrieden können wir alle auf viele neu gewonnene Erfahrungen, wertvolle Erkenntnisse und eine gelungene Zeit in Frankreich zurückblicken